2.7: Geografías futuras- Retroalimentación impulsando el calentamiento global y el cambio ambiental

En este capítulo hemos aprendido que existen dos tipos de retroalimentaciones, las retroalimentaciones positivas que impulsan el cambio del sistema y las retroalimentaciones negativas que buscan mantener los sistemas en un estado de equilibrio. Los geocientíficos como los geógrafos físicos están reconociendo que los mecanismos de retroalimentación positiva pueden impulsar al sistema terrestre más allá de los umbrales y hacia un nuevo estado de equilibrio. Al hacerlo, la distribución de climas y ecosistemas puede verse alterada irreversiblemente y aparecerá una nueva geografía física del sistema terrestre.

Ejemplos de retroalimentaciones que impulsan el calentamiento global

Se espera que el aumento de las temperaturas provoque una mayor evaporación del agua a la atmósfera, la mayoría de las cuales se originarán en los océanos. El vapor de agua adicional aumenta la absorción de la radiación infrarroja emitida por la tierra dando como resultado un mayor calentamiento (una retroalimentación positiva). El aumento del calor promueve una mayor evaporación produciendo un efecto invernadero mejorado. Sin embargo, la adición de agua puede provocar un aumento en la cobertura de nubes, resultando en un mayor albedo atmosférico y reflexión de la radiación solar entrante. Si esto ocurriera, la reducción de la insolación conduciría al enfriamiento. Tales consecuencias contradictorias dificultan determinar qué ocurrirá realmente en el futuro.

Figura\(\PageIndex{1}\): Bosque tropical - retroalimentación sobre el cambio climático (Cortesía NASA Source)

A lo largo de la historia, los humanos han cortado bosques para construir estructuras, calentar sus hogares y cocinar sus comidas, y limpiar la tierra para la agricultura. La eliminación de bosques elimina un poderoso sumidero para el dióxido de carbono. Dejar más CO ₂ en la atmósfera mejora el calentamiento global y por lo tanto un aumento de las temperaturas. Como resultado, condiciones de temperatura que pueden ser demasiado cálidas para apoyar ecosistemas forestales saludables. Con menos vegetación presente, queda más dióxido de carbono en la atmósfera causando más calentamiento, otra retroalimentación positiva que impulsa al sistema terrestre hacia condiciones cada vez más cálidas. A medida que aumentan las temperaturas, la evaporación aumenta provocando condiciones más secas y la amenaza de incendios forestales y destrucción forestal.

Figura\(\PageIndex{2}\): Permafrost - retroalimentación sobre el cambio climático. (Imagen cortesía de USGS)

Los geocientíficos coinciden en que el Ártico ha sido y seguirá siendo impactado significativamente por el calentamiento global. Gran parte de la superficie terrestre en el Ártico está sustentada por un suelo permanentemente congelado llamado “permafrost”. Ellos la “capa activa” superior experimenta descongelación estacional. Estudios recientes indican que el calentamiento climático mi resultado en una reducción de 12 a 15% en el área cubierta por permafrost y un aumento de 15 a 30% en el grosor de la capa activa. A medida que aumenta la temperatura, el permafrost se derrite, liberando carbono almacenado, pero igual de importante, metano. El aumento del calentamiento da como resultado un mayor derretimiento del permafrost empujando el sistema terrestre hacia un futuro ambiente de invernadero mejorado.

Los cambios en los ecosistemas árticos ya se han producido como consecuencia del calentamiento global. Las figuras\(\PageIndex{3}\) a y b muestran dos fotografías del mismo lugar en Alaska, mostrando la transición de la tundra a los humedales durante los últimos veinte años. Cuando el permafrost se derrite, el agua se acumula en pequeños estanques en la superficie aumentando la ganancia de calor casi diez veces. El calor adicional continúa fundiendo el permafrost subyacente provocando que colapse y aumentando el tamaño del estanque. Esta retroalimentación positiva degrada aún más el permafrost.

Figura\(\PageIndex{3a}\): Tundra
(Cortesía: Torre Jorgenson/Noaa, Fuente)

Figura\(\PageIndex{3b}\): Humedal
(Cortesía: Torre Jorgenson/NOAA, Fuente)

Como se señaló anteriormente en este capítulo, el dióxido de carbono constituye una mayor proporción de la atmósfera por volumen, pero el metano absorbe la energía de manera mucho más eficiente. El aumento del calentamiento en latitudes altas puede provocar un aumento en la liberación de metano de pantanos o turberas. La liberación de metano de la descomposición orgánica en los humedales junto con el dióxido de carbono del permafrost fundiendo impulsará los niveles de gases de efecto invernadero más altos, creando temperaturas

Figura\(\PageIndex{4}\): Hielo marino - retroalimentación sobre el cambio climático (Imagen cortesía del USGS)

Los cambios en la reflectividad de la superficie (llamados albedo) afectan la cantidad de radiación solar que absorbe la Tierra. A medida que el hielo marino ártico se derrite, expone aguas abiertas que son menos reflectantes (el albedo disminuye). La reducción del albedo permite que más luz sea absorbida por el océano. A medida que el agua del océano se calienta, se agrega más calor al aire creando una retroalimentación positiva y impulsando las temperaturas árticas cada vez más altas. La reducción del hielo marino está teniendo un impacto significativo en los ecosistemas árticos.

Puntos de inflexión y cambio ambiental

Las retroalimentaciones positivas impulsan el entorno físico hacia nuevos estados físicos. En junio de 2008, veinte años después de su histórico testimonio sobre el calentamiento global, el científico de la NASA Dr. James Hansen reiteró sus advertencias ante el Congreso de Estados Unidos. Citó varios ejemplos de sistemas terrestres que alcanzan o se acercan a un punto de inflexión. Un nivel de inflexión (punto) es un nivel en el que “no se requiere ningún forzamiento adicional para grandes impactos y cambios climáticos”. (Hansen, 2008). Según Hansen, se alcanza un “punto sin retorno” cuando ocurre imparable e irreversible (en una escala de tiempo práctica). Un elemento de vuelco es una parte del sistema terrestre que tiene un punto de inflexión, por ejemplo, pérdida de hielo marino ártico, enverdecimiento del Sahara, muerte en muerte del bosque boreal, permafrost y pérdida de tundra. No hay un punto de inflexión para el sistema terrestre ya que cada elemento tiene su propio punto en el que ocurrirá un cambio irreversible. Por ejemplo, los geocientíficos creen que la desintegración de la capa de hielo de Groenlandia podría ocurrir si la temperatura global sube más de 2 ^o C (3.6 ^o F). Para el hielo marino ártico, el punto de inflexión podría ocurrir con un aumento de la temperatura media global entre .5 ^o C (.9 ^o F) a 2 ^o C (3.6 ^o F). Dada la cantidad actual de calentamiento global, el hielo marino ártico puede haber alcanzado su punto de inflexión.

El tiempo también es un factor importante para evaluar si se ha alcanzado un punto de inflexión o un punto de no retorno. Algunos, como Josefino Comiso del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, sienten que el punto de inflexión para el perenne hielo marino ártico ya ha pasado (National Geographic, 2007). David Barber, de la Universidad de Manitoba proyecta que el Polo Norte estará libre de hielo por primera vez en la historia. Por ejemplo, el hielo marino puede desaparecer completamente del Océano Ártico durante el verano en pocos años. Esto representaría un nuevo estado para el océano Ártico. Pero las condiciones de temperatura podrían cambiar en un futuro relativamente cercano para permitir que el hielo marino se reforme durante el verano.

Evalúe su comprensión básica del material anterior mediante “Mirando hacia atrás: ciclos biogeoquímicos y geografías futuras” o omita y continúe leyendo.